СПОСОБ ОЧИСТКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КОНДЕНСАТОВ ОТ СЕРОВОДОРОДА И АММИАКА Российский патент 2007 года по МПК C02F1/04 C02F1/58 B01D3/14 C02F101/10 C02F101/14 C02F103/18 

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей, нефтехимической промышленности и предназначено для глубокой очистки технологических конденсатов водяного пара с получением аммиак- и сероводородсодержащих газов высокой степени чистоты.

Известны способы очистки технологического конденсата от сульфидной серы и аммонийного азота методом одноступенчатой десорбции углеводородным газом или одноступенчатой отпаркой водяным паром, см., например, Справочник нефтепереработчика под ред. Г.А.Ластовкина и др. Л.: Химия, 1986, с.569-570.

Основным недостатком данных способов является низкая степень очистки технологического конденсата, не удовлетворяющая современным требованиям к стокам, направляемым на биологическую очистку.

Известны также способы очистки технологического конденсата двухступенчатым разделением методами отпарки и дистилляции, см. Я.А.Карелин и др. "Очистка сточных вод нефтеперерабатывающих заводов". М.: Стройиздат, 1982, с.51-53, и очистки технологического конденсата с блоком концентрирования сероводорода и аммиака, см. В.Г.Пономарев и др. "Очистка сточных вод НПЗ". М.: Химия, 1985, с.163-165.

Недостатком указанных способов является низкое качество очищенного технологического конденсата, сероводород- и аммиаксодержащего газа, а также образование кристаллических солей сульфида и гидросульфида аммония на нижних поверхностях и в переливных устройствах тарелок абсорбционно-отпарной колонны, в системе трубопроводов и в конденсаторе-холодильнике острого орошения ректификационной колонны, а также в узле конденсации и сепарации газовой смеси, выходящей из ректификационной колонны, что приводит к необходимости остановки установки и ее очистке.

Наиболее близким аналогом, выбранным за прототип изобретения, является способ очистки технологических сточных вод от сульфидной серы и аммонийного азота путем концентрирования чистого сероводорода в качестве верхнего продукта и технологического конденсата, обогащенного аммиаком, в качестве кубового остатка абсорбционно-отпарной колонны, получения смеси аммиака с остаточным сероводородом и водяным паром в качестве верхнего продукта и очищенного конденсата в качестве кубового продукта в ректификационной колонне, часть которого возвращается в абсорбционно-отпарную колонну, концентрирование сероводорода вверху абсорбционно-отпарной колонны производится в слое насадки путем поглощения аммиака холодным потоком очищенного конденсата, ректификационную колонну орошают циркулирующим потоком жидкости на верхних тарелках, смесь аммиака с остаточным сероводородом и водяным паром охлаждают в скруббере с образованием раствора гидросульфида аммония, возвращаемого в абсорбционно-отпарную колонну, а аммиак отводят сверху скруббера, см. RU 2162444, С02F 1/04.

Недостатком данного способа является достаточно высокое остаточное содержание сероводорода в потоке аммиака, что приводит к забивке трубопроводов вывода аммиака солями гидросульфида аммония и необходимости проведения дальнейшей доочистки аммиаксодержащего газа от сероводорода перед его использованием или утилизацией.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является обеспечение непрерывной работы установки очистки технологического конденсата без образования в аппаратах и трубопроводах солей гидросульфида аммония, повышение степени очистки технологического конденсата и снижение содержания сероводорода в потоке аммиака.

Решение указанной задачи обеспечено тем, что способ очистки технологических конденсатов от сероводорода и аммиака, включающий подачу неочищенного технологического конденсата в качестве питания системы колонн, выполненной в виде, по крайней мере, двух последовательно подключенных друг к другу абсорбционно-отпарной и ректификационной колонн, с отводом из этой системы очищенного конденсата, газообразного сероводорода и газовой смеси аммиака с остаточным сероводородом и водой, возврат части очищенного конденсата в абсорбционно-отпарную колонну и подачу газовой смеси на очистку в скруббер с циркуляционным орошением и линиями отвода аммиака сверху скруббера и конденсата в качестве его кубового продукта, из которых последняя подключена к линии подачи неочищенного технологического конденсата в систему колонн, согласно предложенному изобретению очистку в скруббере смеси газов осуществляют в два этапа, на первом из которых осуществляют смешение газовой смеси с очищенным конденсатом, а на втором охлаждают несконденсировавшиеся газы и растворяют содержащийся в них остаточный сероводород в циркулирующем конденсате, при этом скруббер оборудуют дополнительной секцией, причем в дополнительной секции проводят первый этап очистки.

В вариантах осуществления способа дополнительную секцию скруббера выполняют в виде насадки, в качестве орошения которой используют очищенный конденсат, отбираемый из линии отвода очищенного конденсата, при этом ввод конденсата в скруббер расположен между секциями, а ввод очищаемой газовой смеси расположен ниже слоя насадки дополнительной секции; для снижения температуры несконденсировавшихся газов на первом этапе очистки дополнительную секцию скруббера выполняют в виде трубчатого или пластинчатого теплообменника, с использованием в качестве охлаждающего агента холодного очищенного конденсата, отбираемого из линии вывода очищенного конденсата из системы; система колонн дополнительно содержит предварительную отпарную колонну, низ которой подключен к линии отвода очищенного конденсата, а верх к линии питания абсорбционно-отпарной колонны, при этом кубовым продуктом преварительной отпарной колонны отводят очищенный конденсат, а верхним продуктом отводят водный концентрированный конденсат сероводорода и аммиака, причем линия питания предварительной отпарной колонны подключена к линии питания абсорбционно-отпарной колонны.

Техническим результатом является повышение степени очистки технологического конденсата и отходящих газов - сероводорода и аммиака.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где:

- на фиг.1 показана принципиальная технологическая схема очистки технологического конденсата по предлагаемому способу;

- на фиг.2 - то же (вариант выполнения);

- на фиг.3 показана схема очистки технологического конденсата с предварительной отпарной колонной (вариант выполнения).

Реализация предложенного способа осуществляется следующим образом.

Питание в виде исходного неочищенного технологического конденсата по линии 1 подается в систему колонн, состоящую из двух последовательно подключенных абсорбционно-отпарной и ректификационной колонн соответственно 2 и 3. По линии 4 из этой системы отбирается газообразный сероводород, по линии 5 выводится балансовое количество очищенного технологического конденсата, по линии 6 выводится аммиак. Сверху ректификационной колонны по линии 7 отводится газовая смесь воды и аммиака с остаточным содержанием сероводорода, которая поступает в двухсекционный скруббер 8. Верхняя секция скруббера оборудована массообменной секцией 9 с циркуляционным орошением, при этом его нижняя секция 10 может быть оборудована насадкой или трубчатым теплообменником, см. фиг.2. В нижней секции скруббера 10 происходит смешение газовой смеси с очищенным конденсатом и частичное растворение сероводорода с аммиаком в воде, что улучшает условия растворения остатков сероводорода в растворе аммиака из газового потока при его прохождении верхней секции 9. По линии 11 из скруббера 8 отводится жидкостной поток, который подается в линию 1.

В варианте способа система колонн может быть выполнена трехколонной с предварительной отпарной колонной 12, низ которой по линии 13 подключен к линии 5 отвода очищенного конденсата, а верх по линии 14 - к линии питания абсорбционно-отпарной колонны 2.

Использование трехколонной схемы позволяет снизить энергетические затраты на разделение, разрушить часть стойких эмульсий, попадающих на очистку в предварительной отпарной колонне и обеспечить стабильную работу системы колонн при попадании эмульсий на очистку в составе технологических конденсатов и периодической подаче технологических конденсатов из отдельных источников.

Очистка технологического конденсата происходит при следующих параметрах технологического режима:

1. Давление, кг/см² (избыточное):

Абсорбционно-отпарная колонна0,2-8,0Ректификационная колонна0,2-3,0Скруббер0,2-3,0Предварительная отпарная колонна0,2-3,0

2. Температура верха аппаратов, °С:

Абсорбционно-отпарная колонна35-90Ректификационная колонна35-125Скруббер35-100Предварительная отпарная колонна100-125

Достигается степень очистки технологического конденсата:

от сероводорода:

- до очистки 4000-10000 мг/л,

- после очистки менее 1 мг/л;

от аммиака

- до очистки 4000 -10000 мг/л,

- после очистки менее 10 мг/л.

В качестве газовых продуктов получают:

сероводород с содержанием аммиака не более 0,01 мас.%.

аммиак с содержанием сероводорода не более 0,01 мас.%.

В качестве примеров приводятся установки по очистке технологических конденсатов производительностью 25-80 м³/ч.

Параметры работы основных аппаратов установки представлены в таблицах 1, 2.

Использование предлагаемого способа очистки технологических конденсатов обеспечивает непрерывную работу установки, исключает возможность образования солей на рабочих поверхностях системы, значительно снижает выбросы вредных загрязнений в окружающую среду.

Таблица 1Пример параметров работы основных аппаратов установки без предварительной отпарной колонныАбсорбционно-отпарная колоннаПараметр  Давление верха аппарата (изб.)кг/см²6,01Расход холодного питаниям³/ч12,3Расход горячего питаниям³/ч19,2Расход очищенного технол. конденсата м³/ч0,6Температура:  - ввода холодного питания°С41- ввода горячего питания°С126- ввода очищенного технол. конденсата°С39- верха аппарата°С46- низа аппарата°С152Ректификационная колоннаПараметр  Давление верха аппарата (изб.)кг/см²1,47Расход циркуляционного орошениям³/ч26,1Температура:  - ввода питания°С74- верха аппарата°С102- низа аппарата°С128СкрубберПараметр  Давление верха аппарата (изб.)кг/см²0,98Расход очищенного технол. конденсатам³/ч2,1Расход циркуляционного орошениям³/ч11,2Температура:  - верха аппарата°С45- низа аппарата°С78Содержание сероводорода и аммиака в сырье и продуктахПараметрСодержание, мас.% (мг/л)сероводородаммиакводаНеочищенный технологический конденсат(4867)(3920) Очищенный технологический конденсат(1)(8) Сероводородсодержащий газ99,250,740,01Аммиаксодержащий газ0,0195,403,59

Таблица 2Пример параметров работы основных аппаратов установки с предварительной отпарной колоннойПредварительная отпарная колоннаПараметр  Давление верха аппарата (изб.)кг/см²0,35Расход сырьям³/ч27.3Температура:  - верха аппарата°С102- низа аппарата°С106Абсорбционно-отпарная колоннаПараметр  Давление верха аппарата (изб.)кг/см²6,1Расход холодного питаниям³/ч7,1Расход горячего питаниям³/ч18,2Расход очищенного технол. конденсатам³/ч0,5Температура:  - ввода холодного питания°С38- ввода горячего питания °С120- ввода очищенного технол. конденсата°С44- верха аппарата°С57- низа аппарата°С154Ректификационная колоннаПараметр  Давление верха аппарата (изб.)кг/см²1,54Расход циркуляционного орошениям³/ч34,2Температура:  - ввода питания°С77- верха аппарата°С81- низа аппарата°С129СкрубберПараметр  Давление верха аппарата (изб.)кг/см²0,24Расход очищенного технол. конденсатам³/ч2,8Расход циркуляционного орошениям³/ч8,3Температура:  - верха аппарата°С51- низа аппарата°С84Содержание сероводорода и аммиака в сырье и продуктахПараметрСодержание, мас.% (мг/л)сероводородаммиакводаНеочищенный технологический коденсат(5337)(6432) Очищенный технологический конденсат(0)(7) Сероводородсодержащий газ98,761,230,01Аммиаксодержащий газ0,0195,333,66

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей, нефтехимической промышленности и предназначено для глубокой очистки технологических конденсатов водяного пара с получением аммиак- и сероводородсодержащих газов высокой степени чистоты. Способ включает подачу неочищенного технологического конденсата в качестве питания системы колонн, выполненной в виде, по крайней мере, двух последовательно подключенных друг к другу абсорбционно-отпарной и ректификационной колонн, с отводом из этой системы очищенного конденсата, газообразного сероводорода и газовой смеси аммиака с остаточным сероводородом и водой, возврат части очищенного конденсата в абсорбционно-отпарную колонну и подачу газовой смеси на очистку в скруббер с циркуляционным орошением и линиями отвода аммиака сверху скруббера и конденсата в качестве его кубового продукта, из которых последняя подключена к линии подачи неочищенного технологического конденсата в систему колонн, причем очистку в скруббере смеси газов осуществляют в два этапа, на первом из которых смешивают газовую смесь с очищенным конденсатом, а на втором охлаждают несконденсировавшиеся газы и растворяют содержащийся в них остаточный сероводород в циркулирующем конденсате, при этом скруббер оборудуют дополнительной секцией, в которой проводят первый этап очистки Способ обеспечивает повышение степени очистки конденсата и отходящих газов - сероводорода и аммиака при непрерывной работе установки очистки без образования в аппаратах и трубопроводах солей гидросульфида аммония. 3 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 табл.

1. Способ очистки технологических конденсатов от сероводорода и аммиака, включающий подачу неочищенного технологического конденсата в качестве питания системы колонн, выполненной в виде, по крайней мере, двух последовательно подключенных абсорбционно-отпарной и ректификационной колонн, с отводом из этой системы очищенного конденсата, газообразного сероводорода и газовой смеси аммиака с остаточным сероводородом и водой, возврат части очищенного конденсата в абсорбционно-отпарную колонну и подачу газовой смеси на очистку в скруббер с циркуляционным орошением и линиями отвода аммиака сверху скруббера и конденсата в качестве его кубового продукта, из которых последняя подключена к линии подачи неочищенного технологического конденсата в систему колонн, отличающийся тем, что очистку в скруббере смеси газов осуществляют в два этапа, на первом из которых осуществляют смешение газовой смеси с очищенным конденсатом, а на втором охлаждают несконденсировавшиеся газы и растворяют содержащийся в них остаточный сероводород в циркулирующем конденсате, при этом скруббер оборудуют дополнительной секцией, причем в дополнительной секции проводят первый этап очистки.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительную секцию скруббера выполняют в виде насадки, в качестве орошения которой используют очищенный конденсат, отбираемый из линии отвода очищенного конденсата, при этом ввод конденсата в скруббер расположен между секциями, а ввод очищаемой газопаровой смеси расположен ниже слоя насадки дополнительной секции.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для снижения температуры несконденсировавшихся газов на первом этапе очистки дополнительную секцию скруббера выполняют в виде трубчатого или пластинчатого теплообменника, с использованием в качестве охлаждающего агента холодного очищенного конденсата, отбираемого из линии вывода очищенного конденсата из системы.4. Способ по п.1, отличающийся тем, что система колонн дополнительно содержит предварительную отпарную колонну, низ которой подключен к линии отвода очищенного конденсата, а верх - к линии питания абсорбционно-отпарной колонны, при этом кубовым продуктом преварительной отпарной колонны отводят очищенный конденсат, а верхним продуктом отводят концентрированный водный конденсат сероводорода и аммиака, причем линия питания предварительной отпарной колонны подключена к линии питания абсорбционно-отпарной колонны.